李 莉,荣介伟,王龙德,徐 迈,冯家俊
(淮南师范学院化学与材料工程学院,安徽 淮南 232038)
淮南师范学院作为地方应用型高校,目前非师范专业占到一半以上,学校一直以培养高素质应用型人才为目标,秉持“立德树人、知行合一、学以致用”的办学理念,着力实施以“OBE”理念为导向的本科教学工程。化学与材料工程学院目前有材料化学、化学工程与工艺、高分子材料与工程等三个工科专业、实验课占课程总数三分之二,以专业认证准则为指导,结合学校“地方性、应用型、开放式”的办学定位和“新工科”理念,把培养学生实践能力与创新思维作为人才培养中的重点,并在新版人才培养方案中着重体现,为培养地方工程技术应用型人才服务。科研实验室面向本科生开放是培养学生实践能力的有效载体,既可帮助学生巩固理论知识、提高综合素质,还可通过学科竞赛等各种方式锻炼学生专业实践能力。这是传统实验课教学按照实验大纲中指定的内容,在有限的时间内依次完成教学目标所不能比拟的。实验课中学生只为完成课堂任务,知其然而不知其所以然,也没有时间去深入思考。教师也没有过多考虑如何通过培养学生动手能力而调动他的创新思维能力,这对学生培养创新思维的培养是不利的。目前科研实验室软、硬环境都得到了很大改善与提高,面向本科生开放使用可在一定程度上弥补这种缺陷。
本科生进入教师科研项目、科研实验室和科研团队,对专业优良学风的促进、本科生实践创新能力和科学思维的培养与强化、专业认同性的增强等方便都具有重要意义。目前,化学与材料工程学院拥有“物理化学”省级重点学科、“低温共烧材料”省级重点实验室两个实力雄厚的科研平台,随着教学模式的改革,实验室开始面向各专业学有余力和有浓厚学习兴趣的学生开放,学生可根据自身兴趣和今后发展方向和实验室老师进行双向选择,利用空闲时间完成实验课题。以学科竞赛为契机,以大学生科研项目为载体,依托教师专业科研团队,对学生进行理论、实践全方面的指导和训练,激发学生学习兴趣,锻炼解决实际问题的能力。此外,学校还通过奖励和学分机制鼓励学生参加“挑战杯”、“互联网+”等各级各类专业竞赛,吸引更多学生踊跃参加课外实践活动,提高学生学习的积极性和针对性,为培养具有创新精神和创业素养的应用型人才奠定基础。
像淮南师范学院这样的地方应用型本科高校,以前科研实验室主要功能是教师做科研和培养少量硕士研究生,虽然也有部分本科生进入参与教师课题进入科研实验室进行科研训练,但由于人数、时间、政策、教师等各方面的原因,还有很多仪器设备没有得到充分的利用,科研资源存在浪费现象。后院系提出了符合我院实际的科研实验室面向本科生的开放模式,并在实际操作中加以改革和逐步完善,目前已形成本科生创新型人才培养需求的科研实验室开放特有体系。该体系可让学校的实验资源得到充分利用,学生在本科期间的眼界更加开阔、动手和创新能力能得到锻炼,为后续学习和工作打下基础。科研实验室面向本科生开放可大力提升本科生的综合素质,符合专业认证背景下新版人才培养方案的培养目标和毕业要求。
目前本科生的基础和专业实验都是只需根据教材和教师讲解示范完成的验证性实验,只可培养学生的基本操作动手能力,不能完全开发学生的创新思维。
高校相对高精尖的科研实验室对本科生开放,通过亲身参与项目进行前所未见的实验和实践,能够开拓本科生视野,刺激其专业求知欲,激发和提升其创造和创新思维能力。通过系统训练,还可大大提升本科生的文献查阅和阅读、动手操作和分析处理数据、论文写作和逻辑思维等综合科研能力。
以化学与材料工程学院为例,现在我校的科研实验室主要以教师科研和培养硕士研究生为主,硕士研究生的数量有限,而教师都有繁重的教学任务且大多数教师都没有硕士生,对于科研心有余而力不足,所以科研实验室存在利用率不足的现象。如果科研实验室对本科生有效开放,让有意向的同学从大一下学期就可以进入实验室进行锻炼,这样可在实验室工作两年左右,直至大四考完研再回到实验室进行毕业论文工作。这样可将科研训练贯通在学生整个本科学习阶段,提高了学生的专业认同性和各方面的能力,大大提高了学生考研复试的录取率[1]。
现在地方高校也比较重视科研实验室的仪器设备建设,这也是专业评估和认证的重要指标,教师的科研经费也大多都用来购买了仪器。所以地方高校科研实验室也有较多本专业领域精密、贵重、先进的仪器设备,这些设备主要是参与研究的教师、硕士生使用。但对于像淮南师范学院这样的地方应用型高校,研究生数目相对较少,许多仪器设备使用效率还较低,这也造成了资源的闲置和浪费。但如果高校科研实验室吸纳可持续和有连贯性的本科生进入,增强科研活力,增加仪器设备的利用率,可使仪器作用最大发挥,更好地为培养学生服务。
以“OBE”理念为指导,以促进应用型本科高校的实践教学改革、全面提升化学与材料工程学院科研实验室的开放水平和本科生的创新意识和科研综合能力为目标,提出了较为系统的符合我院实际的科研实验室面向本科生开放的模式,并在工作中逐步加以完善。此体系的建立运行实现了我院科研实验室向本科生开放,学院也通过制定本科生在科研实验室参与教师科研项目的政策与措施、科研实验室向本科生开放选修课程、学生在科研实验室完成大学生创新项目和基础实验项目的拓展等推动科研实验室向本科生开放,深入促进实践教学改革,促进“双创应用型”人才培养质量的提升[2]。
图1 科研实验室面向本科生开放的模式及成效
(1)建设大型仪器设备资源共享云平台。我院的科研实验室主要归属于“物理化学”省级重点学科、“低温共烧材料”省级重点实验室两个平台,各平台购置的大型仪器设备可联合建立资源共享云平台。平台分技术与管理培训系统、实验预定系统、仪器使用与资源信息系统等部分,可通过学习通、易班、QQ群等平台进行交流与管理,分享自己使用的经验与心得。学生可实时查询共享平台上设备的功能、运转好坏、使用情况等进行申请和预定实验,先从平台学习和了解设备的操作方法,利用相关仿真软件模拟操作,达到及格分再实际操作。与相关学科积极开展交叉合作交流,使已有设备的使用达到最大化。
(2)积极开展学科的合作交流,实现科研实验开放与联合相结合。首先,积极邀请国内外高水平专家学者来为在读本科生做学术报告,为他们定位今后的学习目标,使他们积极了解实验室的研究工作,主动来实验室学习和锻炼,从而帮助一部分同学考取“双一流”大学硕士研究生,圆他们“双一流”梦想。其次,鼓励本院教师与外单位知名教授或企业专家联合申报开放课题,尤其是能为企业解决难题、服务地方发展的横向课题,积极带动学生加入其中。对于完全由外单位申请的开放课题,设法让正在从事与其课题相近研究工作的青年人参与其中,随着课题的研究提升自己的专业素质,达到提高本实验室学术水平、培养学术骨干的目的。第三,通过支持学科相近的研究者与本实验室联合申请课题,实现实验室的开放共用,促进学术思想的交流和人才的流动,加深我院“应用型”的办学定位[3]。
(3)建立合理的科研实验室开放形式和考核机制。通过制定相关的鼓励和限制政策,改革科研实验室的运行机制和管理模式。要求在科研实验室开展科研的教师必须吸纳一定数量的本科生参与项目研究,并指导学生将参与研究的内容申报校百名大学生科研项目、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、学科专业竞赛、实用新型专利、撰写科技论文等。院系组织专家定期对实验室学生进行答辩考核,不仅考核结果,更注重整个在实验室工作的过程[4]。使科研实验室向本科生开放切实为提高学生新能力、实践能力和科研素质服务,提升非双一流院校学生的动手能力和科研素养,提高学生的培养质量和竞争力[5]。
在专业培养方案专业任选课模块中加入实验选修课内容,开设对象为各专业的大一、大二学生,具体由相关教师对部分大型精密设备的原理、实验内容、研究领域、操作方法等进行课堂和现场讲授,并结合科研项目给学生一定的实践机会,也可邀请领域专家以讲座形式向本科生进行集中讲授。取得该选修课学分的学生可优先申请进入教师科研实验室。
科研实验室面向本科生充分有效地开放,可大幅提高培养人才的实践创新能力,促进人才培养质量的整体提升,学校持续推进实验室的开放运行,可促进创新教育与实践教育、跨学科知识的交叉、科研与教学等融合,对实验教学质量的提高和学生实践创新能力的培养都会起到强有力的推动作用[6]。具体提升了本科生查阅和使用文献、动手操作和数据处理分析和科研逻辑思维和论文写作等能力,还激发了本科生的求知兴趣和从事科学研究的热情,提高了研究生复试成功率和各类大赛获奖率。
对地方应用型本科院校来说,本科生进入科研实验室进行科研训练不仅有助于将所学的知识转化,更是培养其实践能力、创新精神、科研素养和竞争力的重要途径。有他们的帮助,教师的科研得以持续开展,更加深入。所以科研实验室面向本科生开放不仅对教师、学生的发展和学校教学质量的提高具有积极的意义,还彰显了学校的科研水平和综合实力。